¿Por qué el coeficiente de arrastre de un “cilindro corto” es mayor que el del cubo?

Answer 1

Estos términos cilindro “corto” y “largo” son algo vagos. El coeficiente de arrastre será, por supuesto, una función de la longitud del cilindro. En el dibujo, el “cilindro corto” es probablemente un cilindro con longitud = diámetro.
Muy bien, ahora eso está arreglado. A la pregunta:

Hasta donde puedo imaginar, hay dos efectos principales que hacen que el cilindro sea más aerodinámico.

Los coeficientes de arrastre son “por área”, por lo que para comparar formas, necesitamos comparar un círculo y un cuadrado con la misma área:
Ahora imagine que el aire fluye más allá de estos objetos. Para el cilindro, excepto un flujo simétrico rotacional. Sin embargo, el cubo tiene esquinas. Habrá un comportamiento turbulento cerca de estos. Y pase lo que pase, el flujo no será tan uniforme. Esto da lugar a la resistencia aire-aire (viscosidad), que dará un coeficiente de arrastre más alto.

Además (segundo efecto :), dado que necesitamos comparar formas con la misma área superior, el área a lo largo del flujo será más grande para el cubo, ya que un círculo es una forma que tiene la circunferencia más pequeña por área. Esto da aún más resistencia.

Ahora eso era solo intuición, por supuesto. Lo que realmente deberíamos hacer es tratar de resolver las ecuaciones de Navier-Stokes alrededor de las formas.